第一章 液压油

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1、1第一章：流体力学基础本章主要内容：1工作介质：液体及气体的物理性质2流体静力学：静压力及其特性，静压力方程，静压传递原理等。3流体运动学及动力学：连续性方程和能量方程4气体状态方程：5充、放气参数的计算：6管道流动，孔口流动，缝隙流动：流态、压力损失、流量计算等。2第一节传动介质一、液体传动介质（一）物理性质：2、可压缩性：液体受压后会缩小其体积。液体的可压缩性的大小是用体积压缩系数k来表示的。其定义为：液体体积在单位压力变化下相对变化量：1、密度（均质液体）单位：31）2）45单位面积上的内摩擦力：牛顿内摩擦

2、定律：78第二节流体静力学9二、静压力基本方程由上式可知：1、静止液体内一点处的压力由两部分组成，一部分是液体上的压力，另一部分是液体重度与该点离液面深度的乘积。2、静止液体内的压力沿液深呈直线分布。3、离液面深度相同处各点的压力都相等。(一)重力作用下静止液体中的压力分布p0·ΔA+FG=p·ΔA重力：FG=ρgv=ρgh·ΔA∴p=p0+ρghp0hp0·ΔAFGp·ΔA10（二）静压力基本方程的物理意义将式：p=p0+ρgh整理得：物理意义：静止液体内任何一点具有压力能和位能两种形式，且其总和保持不变，即能

3、量守恒。111213三、压力的传递由p=p0+ρgh知静止液体中任一点处的压力都包含了液面上压力p0，即：在密闭容器中由外力作用所产生的压力可等值地传递到液体内部的所有各点，这就是帕斯卡原理或静压传递原理。例1-2(P25)：F=1000N；A=10-3m2；求：h=0.5m，p=？FphA*压力很小，可忽略不计，并认为液体内部压力几乎相等。142、当固体壁面为曲面时，作用该面上的压力是不平行的。作用在曲面上x方向的总力Fx为p与该方向的投影面积Ax之积：XY15第三节流体运动学和动力学16171819v1F1F

4、2v2dl1dl2Z1Z2202122在Ⅱ-Ⅱ：23二、气体传动介质(一)空气的组成：氮、氧、氢、二氧化碳等。干空气：不含有水蒸气的空气。温空气：含有水蒸气的空气。全压力:指各组成气体压力的总和.分压力:各组成气体的压力,是指这种气体在相同温度下,独占空气总容积时所具有的压力.基准状态：温度压力24二、气体传动介质(二)空气的性质1.密度:单位体积内所含空气的质量。干空气的密度：其中：25二、气体传动介质湿空气的密度计算式：26二、气体传动介质2.粘性：在气压传动中不考虑气体的粘性3.压缩性和膨胀性：气体的状态方

5、程4.湿空气（1）绝对湿度：每立方米的湿空气所含水蒸气的质量称为湿空气的绝对湿度，用下式表示：27二、气体传动介质(2)饱和绝对湿度：在一定温度下，一立方米饱和湿空气中所含水蒸气的质量，用下式表示：(3)相对湿度：在同一温度和压力下，湿空气的绝对湿度和饱和绝对湿度之比，用下式表示：在气压传动中，要求相对湿度不得大于90%28（4）含湿量：分质量含湿量和容积含湿量质量含湿量：在含有1Kg干空气的湿空气中所混合的水蒸气的质量。容积含湿量：在含有1m3干空气的湿空气中所混合的水蒸气的质量。温度越低，含水量越少二、气体传

6、动介质p为湿空气的全压力；pb为饱和水蒸汽的分压力29（5）析水量：每小时从压缩空气中析出水的质量称为析水量。注：湿空气被压缩后，压力、温度、绝对湿度都增加，当此压缩空气冷却降温，其相对湿度增加，温度降到露点后，便有水析出。二、气体传动介质30第四节气体状态方程气体状态方程：描述气体的体积、温度和压力三个状态参数在变化后或变化过程中之间的关系。一、理想气体状态方程理想气体：不计粘性的气体称为理想气体，其状态方程为：理想气体的状态方程不适用于高压状态(>20MPa)和低温状态(<253K)31二、气体状态变化过程：

7、32（一）等容状态过程(查理定律)：一定质量的气体，在状态变化过程中体积保持不变时，其状态方程为：（二）等压状态过程(盖－吕萨克定律)：一定质量的气体，在状态变化过程中压力保持不变时，其状态方程为：当体积不变时，压力的变化与温度的变化成正比，当压力上升时，气体的温度随之上升。当压力不变时，温度上升，气体体积增大；当温度下降时，气体体积减小33（三）等温状态过程(波意耳定律)：一定质量的气体，在状态变化过程中温度保持不变时，其状态方程为：在温度不变的条件下，气体压力上升时，体积被压缩，比体积下降；压力下降时，体积膨

8、胀，比体积上升。（四）绝热状态过程：在气体与外界无热量交换的条件下,一定质量气体所进行的状态变化过程。其状态方程为：34（五）多变状态过程：在没有任何制约条件下,一定质量气体所进行的状态变化过程。严格来讲,气体状态变化大多属多变状态过程,其状态方程为：N为多变指数，1.4>n>135例:由空气压缩机向气罐充气,使罐内压力由p1=0.1MPa升高到p2=0.265MPa,罐